公铁两用车

公铁两用车
作者：钱润华雷志平秦正爵
来源：《时代汽车》 2017年第21期
摘要：公铁两用车是一种能够在公路和铁路两栖作业的特种车辆，它在铁路机车的牵引，
铁路线路的清洁，检修，抢修等多个领域有着卓越表现，本文介绍了公铁两用车的定义、结构
特点、分类方式及国内外发展历史，分析了公铁两用车对传统的铁路和公路车辆的优势和其未
来的发展趋势。

关键词：公铁两用车；结构分类；发展趋势
公铁两用车又称路轨两用车，顾名思义其是一种既能够满足公路运输要求，又能够实现在
铁路上快速运行的一种交通设备。

其作为牵引车时集中了关节式车和驼背运输的优点，兼具铁
路运输的远距离、大运量、成本低廉和公路运输的方便灵活的特点，能够方便的实现“门对门”运输的优点，另外其配合其他的工作平台和工程作业的装备能够在轨道消防、物流运输、轨道
检修抢救及轨道检测等诸多领域发挥巨大的作用。

随着我国轨道交通的事业在近年来的不断取
得新的成就，轨道交通事业取得了令世界瞩目的成绩，公铁两用车由于其具有使用成本低廉、
工作效率高、作业方便、功能广、减少了环境污染等优点，逐渐受到了我国许多企业、高校以
及研究单位的重视研究，目前公铁两用车在国内多条铁路线路、地铁线路和一些公司的货场、
仓库、工厂等场地被初步运用并取得了较好的使用效果。

1公铁两用车发展历史
公路铁路两用车通常被叫做路轨两用车，其是一种不但能够在普通路面（包括公路，水泥
平地等其他路面）上行走，而且能够在铁路上行驶的特种车辆，其可以作为牵引车在港口、工
厂内部的专用线路、工矿企业和许多仓库中运行，也可以按照实际工程作业需求搭配各种工程
作业平台作为工程车运行，通常可以进行起重、挖掘、装卸、边坡割草、除雪、清扫线路，以
及架设接触网导线、检测维修接触网上部设备、抢险救灾等任务。

1.1国外发展史
在上个世纪三十年代西方国家便对公铁两用车进行了探索研究，最先是英国：在它的LMS
铁路上对公铁两用车的可行性进行了探索和实验分析，随后美国、德国、法国相继展开了对其
的研究，日本甚至在这一时期还对路轨两用车的实用性进行过论证，但是在这一时期内设计出
的公铁两用车车型在进行铁路和公路的模式切换时需要很长的时间和较多的设备和人员，因此
在实际的工程运用中并没有一款能够满足工程需要的车型产生。

后来在40年代成立的柴威科·施奈德有限公司，其在60年代中期，在公铁两用车生产领域取得了令人瞩目的成就，率先研制成功并实现了批量生产了公铁两用车，并在全球范围内注册了专利，标志着公铁两用车成
功进入实际运用阶段。

1948成立的总部位于美国的佐治亚州的亚特兰大特拉莫比公司，和德国
柴威科·施奈德有限公司同一时期研制出了公路可走行式铁路内燃型调车机车（又称特拉莫比
牵引机车）受到市场的热烈追捧，其产品不仅受到美国国内各地铁，铁路以及汽车公司好评，
还畅销全球50多国家，上千家企业。

比如在国内也有包括宝钢集团在内不少企业购买了该公司的至少100台产品。

但是在这一时期的公铁两用车主要还是用于牵引车，尤其在发达国家因其
作为牵引车具有环境污染小的特点，因此各个发达国家对其的研发力度较大，其载运量在之后
的时期每年都在显著提高。

在之后的时期，为满足实际工程的需求不断增多的需要公铁两用车
发展迅猛，各国先后设计生产出多种型号和用途的公铁两用车，如公铁两用维修车、清理车、
起重车、挖掘车、救援车等，具有牵引、起吊、清洁、维修、抢险、救援、运送人员或物资、
机车复轨等多种功能，日本甚至计划在2020年实现公铁两用公交车的运营。

目前国外主要有美
国特拉莫比公司，德国ZAGRO公司、NITEQ公司、马基路斯公司、Zagro公司、windhof公司，
英国的乌尼莫克公司、Silvetip设计公司，澳大利亚的澳大利亚联邦铁路公司。

如今公铁两用车在西方国家被广泛的应用，技术不断的革新，运用范围在快速的扩大，如
今已包括进行调车作业、基础设施维修和保养检测、隧道灭火消防工作等等。

为了保证公铁两
用车的运行安全，欧洲铁路专门制定了这种运输方式的规定细则，欧洲标准化委员会( CEN)为
公铁两用车运输制订了EN15746标准，已经于2009年开始实施。

该项标准将公铁两用车划分为
9A、9B和9C三种等级，对每一种等级公铁两用车辆的技术特性和结构要求作了明确规定。

1.2国内发展史
新中国成立以来，我国的国民经济不断的发展，科学技术水平不断提高，在轨道交通，机
械工程，土木工程等多个领域取得了耀眼的成绩，建立了比较完善的轨道交通运输网，我国的
高铁技术水平更是已经跻身世界前列。

但是随着我国经济的不断发展，对外贸易的不断增加，
目前，铁路、港口和公路各自为政的运输局面已远远不能适应对外贸易及经济建设的发展需要，必须充分发挥各种运输方式的优势，采用多式联运[1]，因此发展公铁两用车具有极其重要的意义。

我国公铁两用车的发展经历了从无到有，从弱到强，从进口到出口的历程。

早期我国对公
铁两用车设计研究受制于技术的落后，虽然在1964年，在铁道兵科研所与北京消防器材厂的共同努力下将南京跃进型汽车改装后制造出2台路轨两用车，两台车均完成了2 5万km运行试验，取得很好的试验结果，同时其在工程作业中也表现不错，但是由于当时国内液压元件制造技术
受到限制，车辆漏油严重，工作不可靠，导致脱轨，一段时间后报废。

因此从60年代开始的
20年之中我国主要以从发达国家进口各种车辆为主，两用车的应用领域也非常狭小，到了80
年代随着改革开放对国外技术的不断引进以及20年来各高校和企业的对两用车技术研究的不断提高，国内路轨两用车才再度得到迅猛发展，国内各汽车企业陆续开发出多种功能的两用车，
这其中包括1985年，哈尔滨工业总公司制造了几台Ly一1型公铁两用车，并在北京和唐山的
专线上用作牵引车辆使用。

1986年，吉林通用机械厂和沈阳铁路局共同研发了可用作救援的公铁两用车。

尽管在这一
时期我国研制出部分型号的公铁两用车，但是其技术水平和国外相比仍有较大的差距，因此在
这一时期我国仍然会向国外进口公铁两用车。

然而在进入新世纪以后，我国科学技术迅猛发展，先后研制出多种适应中国国情需要的公铁两用车，被广泛用于大型仓库、专用货场、铁路站段
和港口的调车及牵引作业，2012年齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司研制了出口巴西的适用
于1600mm轨距的公铁两用专用运输车，实现了我国公铁两用车向国外出口的突破。

目前国内主要有中车四方车辆有限公司、哈尔滨铁路局内燃机械厂、中车戚墅遥机车有限公司、鸿泰交通
设备有限公司开发研制、株洲南车特种装备有限公司，深圳睿朗特防爆车辆有限公司等研发生
产公铁两用车。

2公铁两用车的结构特点及分类
目前市场上的公铁两用车的型号繁多，在不同的运用领域因其需实现的功能不同，其结构
也有较大的差异，但是大部分公铁两用车的主要结构有以下几部分：动力装置、导向装置、弹
簧减震装置、走行部和路轨转换装置。

2.1动力装置
公铁两用车的动力装置主要分为内燃机驱动方式和电机驱动方式两种动力方式，前者是早
期电机驱动技术不成熟时，工程师设计公铁两用车时通常采用的方式，其具有输出转矩大，可
靠性高等优点，如美国特拉莫比公司的特拉莫比牵引车、德国柴威科施奈德有限公司的柴威科
两用牵引车、柴威科两用轨道清洁车、柴威科两用高架检修车、柴威科两用救援抢险车，及国
内中车四方车辆有限公司的TGC系列等大部分产品均采用内燃机驱动，而电机驱动则是近年来
发展起来的一种新型的两用车所采用的驱动方式，其具有结构简单，成本低，噪音低，环保等
特点，因此随着储电技术和电动机车技术的不断发展，电动公铁两用车的研究取得了重大进展，如意大利Zephir公司研制了采用蓄电池供电、定位精度高的Crab系列( 500E、2000E2100E、3100E、5000E)等公铁两用轨道牵引车[2]，德国Zagro公司研制了E-maxi系列电瓶驱动轨道牵引车，国内株洲南车特种装备有限公司新型公铁两用车。

2.2导向装置
公铁两用车在轨道上行驶时的性能很大程度上决定于其导向装置的好坏。

目前公铁两用车
在轨道上运行方式主要有两种模式——导轮式和分动式。

导轮式是目前市场上公铁两用车采用
较多的一种方式，该类型的车辆仅具有一套动力系统，在公路和轨道上运行时均采用橡胶轮驱动，只是在轨道上运行时需将自身携带的导向轮落下，由橡胶轮和导轮共同承重，在一定压力
下导向轮与铁轨有良好的接触，这时便起到导向作用。

由于导轮式只需要一套动力系统，其在
公路和轨道上运行肘，共用一套动为传动系统，车辆的牵引、制动形式仍然采用原来汽车的方式，车辆操作简便，结构相对简单，模式切换较快，上轨时间短，自重轻，轨道上运行时其牵
引力、制动力较大。

但是这种模式存在着橡胶轮和导轮的载荷分配复杂，橡胶轮胎承载集中，
导向轮承载较轻，使得轮胎磨损严重，导向轮运行不平稳，在过道岔肘或者高速运行时容易发
生脱轨事故。

针对导轮式运行时存在问题，出现了分动式结构，具有该结构的两用车具有两套
动力系统，在公路上将导轮收起采用橡胶轮驱动，此时能和正常汽车一样在公路上行驶，在轨
道上时将橡胶轮收起，采用导轮驱动，好像一辆小型的铁道机车，该模式车辆克服了导轮式轨
道上容易脱轨的缺点，其运行速度高，运行平稳，但是其结构复杂，需要合理的设计转向架结构，模式切换较慢。

导向装置对车辆运行是否平稳，能否顺利通过曲线导轨并保证车辆安全运行，起着重要的作用，所以应合理地设计其结构，选择适宜的参数。

2.3弹簧减振装置
其装置主要包含板簧、油压减振器、抗侧滚装置和橡胶元件等，其主要作用如下：板簧能
使车体自振频率降低，车辆运行平稳；油压减振器能减小车辆振动：抗侧滚装置能促成行驶稳定：橡胶元件能避免金属间的磨耗，减小冲击，降低噪声[3]。

2.4走行部
走行部是导向装置的执行部件，由轮对和轴箱装置组成，导向轮踏面应符合铁路标准规定。

公铁两用车是根据特种需要设计的，所用车辆轮对应根据需要自制，因此设计出结构合理的铁
路车轮是保证公铁两用车安全运行的关键之一。

2.5路轨转换装置
公铁两用车路轨转换方式分为直接转换和辅助转换两种。

辅助转换指车辆在上轨时需要人
工将一些上轨设备安装好后再将车辆开上铁轨，这种方式每次转换时耗时耗力，已经逐渐被淘汰，下面主要介绍直接转换这种方式。

一般在工作地点如果有引导车辆上下轨的辅助铁轨，那
么车辆可以靠自身的定位系统和司机的操作从辅助铁轨开上铁轨，这种方式也被称为顺向式，
该方式一般在工厂，码头等区域常见。

但是如果上轨地点没有辅助铁轨则需要车辆靠自身的路
轨转换装置上下轨，该装置主要由升降装置和平移装置组成，车辆平时依靠公路行走系统停在
站台上，当需要上轨时，平移装置将车辆平移到铁轨上方，然后升降装置将车辆放到轨道上，
这种方式称为通常称为转向架垂直转换。

如果车辆工作地点既不在工厂也不在站台而是处于一
般的工作地点，则需要回转盘垂直转换这种方式，车辆用该方式上下轨时，需将车辆先开至轨
道上（此时车辆轮子并未和铁轨对齐）然后回转机构下降至地面并将车辆升起时轮胎略高于轨面．旋转车身使轮胎和轨面对齐，最后降下车身完成路轨转换。

此外公铁两用车还可能包含一些其他结构或系统如升降导向装置、驱动后桥、转向前桥、
司机室、车架、车钩、电器系统、液压系统。

车辆前后端有升降导向装置；驱动后桥为车辆提
供驱动力；转向前桥控制车辆转向行驶；司机室设计充分考虑人机工程学布置；车架为高强度
钢焊接而成；车钩组成为含有减震机构装置；电器系统包括所有电器设备，控制系统；液压系
统为车辆转向，为公路变铁路时提供导向，为刹车等提供动力[4]。

3公铁两用车的优点
(1)机动灵活。

公铁两用车能够将铁路的高效率长程运输和公路的高质量“门对门”的运输完美的结合起来。

有效的利用了铁路和公路资源，提高了我国公铁联运的能力。

且其平时不占
用轨道，不需道岔、转台，体积小、重量轻，可以通过平交道口上道，用于抢险救援等应急处
置时更能发挥其出色的综合保障能力。

(2)经济效益高。

与同种用途的调车机车相比，公铁两用车多为普通汽车的基础上加装机械构件改装而来，其配件充足，价格低廉，因此其成本低、投资少、利用率高、耗能小。

此外，
其使用维修方便、零部件通用性好，仅需在一般维修厂进行保养维修即可。

(3)牵引性能好。

路轨两用车采用胶轮牵引时，由于橡胶与钢的摩擦系数是钢与钢摩擦系数的3~4倍，可达U=0.90，即使湿态下也有0 70左右，用胶轮牵引不需要借重即可有大的牵引力，具有小马拉大车的特点。

(4)节能环保。

公铁两用车的投入使用能够减少公路长途集装箱运输的公路拖车，因此能够减轻公路运输压力，减少公路交通堵塞现象。

且公铁两用车的质量小，在运输过程中每公里耗
油明显低于铁路和公路运输，仅为内燃机车的1/8~ 1/10，因此公铁两用车的使用能够减少燃
料资源的消耗和空气的污染，符合环保节能的要求。

(5)作业效率高。

公铁两用车作为工程车辆，可以搭载各种不同的工作平台完成牵引、起吊、清洁、维修、抢险、救援、运送人员或物资、机车复轨等多种任务，由于其能够快速完成公路
铁路的模式切换，因此其在完成任务后能够快速转场前往下一作业地点。

此外对铁路线路的维
修保养时公铁两用车相对传统的机车更加灵活方便，更加节能。

4公铁两用车发展趋势
公铁两用车经过几十年的发展，已经在国内外得到广泛的应用，根据未来发展应用和客户
的使用要求，未来公铁两用车将有以下发展趋势：
(1)目前大多数的公铁两用车采用的导轮式行走方式，其在铁轨上行走时车轮载荷分布情况复杂，容易造成橡胶轮胎磨损严重，此外由于其在弯道，道岔处容易脱轨，因此其运行速度一
般较慢，未来公铁两用车的运行速度必将不断提高，因此分动式这种运行方式必将越来越多的
受到青睐。

(2)随着科技水平的不断进步，未来将出现更多功能的公铁两用车，将向着专业化，信息化、集约化、智能化的趋势发展[3]。

未来的公铁两用车不仅能够实现无线遥控操作，还能在自动识别各种复杂工况的，进行故障检测，危险识别，避让。

(3)根据作业条件不同，不同客户将会提出不同要求，公铁两用车的定制化需求将会越来强，因此未来公铁两用车的生产将会向着模块化集约生产。

(4)随着新能源技术的不断发展，尤其是电池的储电技术和充电技术的不断进步，未来公铁两用车将向着电力驱动发展，将更加环保节能。

(5)目前公铁两用车的应用范围还更多的局限于工程领域，未来的公铁两用车将会具备客运能力。

目前一些国家已经在做这方面的尝试，如日本计划2020年实现DMV公铁两用车载人线路正式开通。

5结语
综上所述，公铁两用车由于其既能在公路上行驶又能在铁路上进行作业，自其诞生就受到广大客户的喜爱与追捧，如今已经发展为能够搭载多种作业平台具有多种作业功能的一类特种车辆。

其所具有的灵活机动、节能环保的特点符合科技和社会发展需求，在未来必将更加受到人们的喜爱，在社会发展中发挥更加巨大的作用。

参考文献：
[1]宋国文，邢鸿麟．公铁两用车在我国铁路上应用的可行性研究田铁道车辆， 2000，38 (10)：6-11．
[2]季晓丹公铁两用车的发展历程和趋势[J]．铁道机车与动车，2015 (3)：1-5
[3]倪志伟，郑松林，杜月鑫.陆轨两用车设计中关键技术研究[J]机械制造，2007， 45 (8)：15-17
[4]余小波，左永博新型蓄电池公轶两用车概述[J]装备制造技术，2013 (4)； 129-130
[5]顾海东公路铁路多面手--ZAGRO集团路轨两用车方案解读[J]专用汽车，2016
(10)：80-87
作者简介——
钱润华：（1966.01-），男，汉，河南省新密市，博士，军事交通运输工程，副教授。

雷志平：(1993.02-)，男，汉，四川什邡，硕士，车辆工程。